JP4032055B2 - 通信方法及び通信システム - Google Patents
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Description
本発明は、非対称型ディジタル加入者線（ＡＤＳＬ，ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ）通信方法及び通信システムに関し、特に、下り方向に高速且つ多量のデータを送信できる、ディスクリートマルチトーン（ＤＭＴ，ｄｉｓｃｅｔｅ ｍｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ）変調方式を用いるＡＤＳＬ通信方法及び通信システムに関する。
インターネット等のディジタル通信への需要が高まり、ユーザと通信事業者の間を結ぶ回線の高速化が望まれている。このような要求に応えるために、現在では、既存のメタルケーブルで、高速伝送を可能とする、非対称型ディジタル加入者線システム（ＡＤＳＬ）通信システムが、使用されている。
ＡＤＳＬ通信方式では、ユーザから通信事業者への上り方向回線のデータ伝送速度に比べて、通信事業者からユーザへの下り方向回線のデータ伝送速度を高速化して、下り方向に高速且つ多量のデータを送信できる通信方式である。これは、下り方向の通信量が多いインターネーットに最適である。
図１は、ＡＤＳＬモデムを使用した、ＡＤＳＬネットワーク１００の接続の構成を示す。ＡＤＳＬネットワーク１００は、主に、ユーザ宅内の設備１１０と、電話交換局内の設備１２０及び、電話交換局とユーザ宅との間を接続する、既存の電話回線１３０より構成される。ユーザ宅内の設備１１０は、主に、ＰＯＴＳ（ｐｌａｉｎ ｏｌｄ ｓｅｒｖｉｃｅ）スプリッタ１１１と、既存の電話１１２、ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１１３及び、データを送受信する端末１１４より構成される。ＰＯＴＳスプリッタ１１１は、従来の電話音声に使用している、４ｋＨｚ程度の低周波数帯域の信号と、ＡＤＳＬモデムが通信に使用する高周波数帯域の信号を分離する。電話交換局内の設備１２０は、主に、外線が建物に入る最初の場所に設置された配線盤である主配線盤（ＭＤＦ，ｍａｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｆｒａｍｅ）１２１、ＰＯＴＳスプリッタ１２２と、既存の電話交換機１３３、ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）であるＤＳＬＡＭ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１３４より構成される。既存の電話交換機１３３は、更に、公衆電話網１３５へ接続され、そして、ＤＳＬＡＭ１３３４は、インターネット１３６に接続される。既存の電話回線１３０は、ユーザ宅内の設備１１０内の、ＰＯＴＳスプリッタ１１１と、電話交換局内の設備１２０の主配線盤１２１の間を接続する。
ＡＤＳＬ通信システムでは、主に２種類の変調方式を使用する。１つは、ＣＡＰ（ｃａｒｒｉｅｒｌｅｓｓ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ／ｐｈａｓｅ）変調方式であり、他の１つは、ＤＭＴ（ｄｉｓｃｅｔｅ ｍｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ）変調方式である。
ＣＡＰ変調方式は、上り信号と下り信号にそれぞれ１つづつの搬送波を使用し、ＱＡＭ（直交振幅変調）を行う方式である。
一方、ＤＭＴ変調方式は、２４９個の搬送波（サブキャリア）にデータを振り分けてデータを伝送する、マルチキャリア変調方式の１つである。ＤＭＴ技術については、１９９８年１０月に光芒社により発行された筒井多圭志著の「ＡＤＳＬ」に詳しく説明されており、ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、米国規格協会）においてＤＭＴモデムが規定されている。
以下に、２つの変調方式のうちの、ＤＭＴ変調方式を使用する、ＡＤＳＬ通信システムについて説明する。
図２は、ＤＭＴ変調方式を用いるＡＤＳＬ通信システムにおいて、伝送される信号の、上り側及び下り側両方の、送信スペクトルの配置を示す。ＰＯＴＳは、上述のように、従来の電話音声に使用している、４ｋＨｚ程度の低周波数帯域の信号を示す。図２においては、ＤＭＴ変調方式で使用する２４９個の各サブキャリアは、記号＃６から＃２５５で示されている。＃６で示されたサブキャリアが最も低周波数のサブキャリアであり、そして、＃２５５で示されたサブキャリアが最も高周波数のサブキャリアである。ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、米国規格協会）及び、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｅｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ、国際電気通信連合の電気通信標準化部門）の勧告ににおいては、各サブキャリアの周波数間隔は４．３１２５ｋＨｚである。そして、各サブキャリアは、それぞれ、４０００シンボル／秒の送信が可能である。また、＃６から＃３１までの２６個サブキャリアを、ユーザから通信事業者への上り方向（Ｕｐｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用し、そして、＃３２から＃２５５までの２２４個のサブキャリアを下り方向（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用するように、固定的に割り当てている。従って、例えば、、各シンボル（即ち、各サブキャリア）に対して、８ビットのデータの伝送を割り当てる場合には、最大で、上り方向のデータ伝送レートは、
４０００（シンボル／秒）×８（ビット）×２６＝８３２Ｋｂｐｓとなり、
下り方向のデータ伝送レートは、
４０００（シンボル／秒）×８（ビット）×２２４＝７．１６８Ｍｂｐｓとなる。
ＤＭＴ変調方式を使用するＡＤＳＬ通信システムのサブキャリアは、約３０ｋＨｚ〜１１０４ｋＨｚの間の、比較的高い周波数帯に配置されている。従って、図１に示されたＤＳＬＡＭ１３４が設置される電話交換局と、ユーザ宅内に設置されるＡＤＳＬモデム１１３との間をつなぐ電話回線１３０の間の距離が増加すると、電話回線１３０により伝送されている信号が大きく減衰してしまう。この問題に対しては、実際に情報を伝送するために割り当てられるサブキャリアの数を減らしたり、又は、サブキャリアに割り当てるビット数を減らすことにより、安定した通信ができる様にしている。
しかしながら、電話回線１３０の回線長が長くなることによる伝送信号の減衰量は、サブキャリアの周波数が高い程大きくなる。従って、大きな番号のサブキャリア、即ち＃２５５のサブキャリアから順に、低周波数のサブキャリアに向かって、使用できなくなる。例えば、、回線長が数ｋｍである場合には、低周波数側のサブキャリアを使用する上り方向の通信速度は、ほぼ全ての割り当てられているサブキャリアが使用できることから、殆ど落ちない。しかしこれに対して、高周波数側のサブキャリアが使用できないために、下り方向の通信速度は、極端に低下する場合がある。
このような場合には、下り方向の通信速度が、上り方向の通信速度よりも低くなることが起こりうる。
上述のように、ＡＤＳＬ通信システムは、インターネットにより動画を配信するアプリケーション等のような、上り方向の情報伝送量に比べて、下り方向の情報転送量の方が、圧倒的に大きな情報伝送量を必要とするようなアプリケーションのために開発された技術である。従って、可能な限り下り方向の通信速度を大きくすることが必要とされる。
一方、可変非対称加入者線伝送システムのデータの転送時間やレスポンス時間の短縮するシステムが、特開平１１−２７５２２０公報に記載されている。また、可変帯域多重キャリア通信用の適応ビット割当てについては、特表２００２−５０４２８３公報に、そして、無線通信システムにおいて用いる帯域幅を動的に割当てるための適応時分割二重化方法に付いては、特表２００１−５２３９３１公報に、記載されている。
ＡＤＳＬ通信方式では、ユーザから通信事業者への上り方向回線のデータ伝送速度に比べて、通信事業者からユーザへの下り方向回線のデータ伝送速度を高速化して、下り方向に高速且つ多量のデータを送信できる通信方式である。これは、下り方向の通信量が多いインターネーットに最適である。
図１は、ＡＤＳＬモデムを使用した、ＡＤＳＬネットワーク１００の接続の構成を示す。ＡＤＳＬネットワーク１００は、主に、ユーザ宅内の設備１１０と、電話交換局内の設備１２０及び、電話交換局とユーザ宅との間を接続する、既存の電話回線１３０より構成される。ユーザ宅内の設備１１０は、主に、ＰＯＴＳ（ｐｌａｉｎ ｏｌｄ ｓｅｒｖｉｃｅ）スプリッタ１１１と、既存の電話１１２、ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１１３及び、データを送受信する端末１１４より構成される。ＰＯＴＳスプリッタ１１１は、従来の電話音声に使用している、４ｋＨｚ程度の低周波数帯域の信号と、ＡＤＳＬモデムが通信に使用する高周波数帯域の信号を分離する。電話交換局内の設備１２０は、主に、外線が建物に入る最初の場所に設置された配線盤である主配線盤（ＭＤＦ，ｍａｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｆｒａｍｅ）１２１、ＰＯＴＳスプリッタ１２２と、既存の電話交換機１３３、ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）であるＤＳＬＡＭ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１３４より構成される。既存の電話交換機１３３は、更に、公衆電話網１３５へ接続され、そして、ＤＳＬＡＭ１３３４は、インターネット１３６に接続される。既存の電話回線１３０は、ユーザ宅内の設備１１０内の、ＰＯＴＳスプリッタ１１１と、電話交換局内の設備１２０の主配線盤１２１の間を接続する。
ＡＤＳＬ通信システムでは、主に２種類の変調方式を使用する。１つは、ＣＡＰ（ｃａｒｒｉｅｒｌｅｓｓ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ／ｐｈａｓｅ）変調方式であり、他の１つは、ＤＭＴ（ｄｉｓｃｅｔｅ ｍｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ）変調方式である。
ＣＡＰ変調方式は、上り信号と下り信号にそれぞれ１つづつの搬送波を使用し、ＱＡＭ（直交振幅変調）を行う方式である。
一方、ＤＭＴ変調方式は、２４９個の搬送波（サブキャリア）にデータを振り分けてデータを伝送する、マルチキャリア変調方式の１つである。ＤＭＴ技術については、１９９８年１０月に光芒社により発行された筒井多圭志著の「ＡＤＳＬ」に詳しく説明されており、ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、米国規格協会）においてＤＭＴモデムが規定されている。
以下に、２つの変調方式のうちの、ＤＭＴ変調方式を使用する、ＡＤＳＬ通信システムについて説明する。
図２は、ＤＭＴ変調方式を用いるＡＤＳＬ通信システムにおいて、伝送される信号の、上り側及び下り側両方の、送信スペクトルの配置を示す。ＰＯＴＳは、上述のように、従来の電話音声に使用している、４ｋＨｚ程度の低周波数帯域の信号を示す。図２においては、ＤＭＴ変調方式で使用する２４９個の各サブキャリアは、記号＃６から＃２５５で示されている。＃６で示されたサブキャリアが最も低周波数のサブキャリアであり、そして、＃２５５で示されたサブキャリアが最も高周波数のサブキャリアである。ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、米国規格協会）及び、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｅｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ、国際電気通信連合の電気通信標準化部門）の勧告ににおいては、各サブキャリアの周波数間隔は４．３１２５ｋＨｚである。そして、各サブキャリアは、それぞれ、４０００シンボル／秒の送信が可能である。また、＃６から＃３１までの２６個サブキャリアを、ユーザから通信事業者への上り方向（Ｕｐｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用し、そして、＃３２から＃２５５までの２２４個のサブキャリアを下り方向（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用するように、固定的に割り当てている。従って、例えば、、各シンボル（即ち、各サブキャリア）に対して、８ビットのデータの伝送を割り当てる場合には、最大で、上り方向のデータ伝送レートは、
４０００（シンボル／秒）×８（ビット）×２６＝８３２Ｋｂｐｓとなり、
下り方向のデータ伝送レートは、
４０００（シンボル／秒）×８（ビット）×２２４＝７．１６８Ｍｂｐｓとなる。
ＤＭＴ変調方式を使用するＡＤＳＬ通信システムのサブキャリアは、約３０ｋＨｚ〜１１０４ｋＨｚの間の、比較的高い周波数帯に配置されている。従って、図１に示されたＤＳＬＡＭ１３４が設置される電話交換局と、ユーザ宅内に設置されるＡＤＳＬモデム１１３との間をつなぐ電話回線１３０の間の距離が増加すると、電話回線１３０により伝送されている信号が大きく減衰してしまう。この問題に対しては、実際に情報を伝送するために割り当てられるサブキャリアの数を減らしたり、又は、サブキャリアに割り当てるビット数を減らすことにより、安定した通信ができる様にしている。
しかしながら、電話回線１３０の回線長が長くなることによる伝送信号の減衰量は、サブキャリアの周波数が高い程大きくなる。従って、大きな番号のサブキャリア、即ち＃２５５のサブキャリアから順に、低周波数のサブキャリアに向かって、使用できなくなる。例えば、、回線長が数ｋｍである場合には、低周波数側のサブキャリアを使用する上り方向の通信速度は、ほぼ全ての割り当てられているサブキャリアが使用できることから、殆ど落ちない。しかしこれに対して、高周波数側のサブキャリアが使用できないために、下り方向の通信速度は、極端に低下する場合がある。
このような場合には、下り方向の通信速度が、上り方向の通信速度よりも低くなることが起こりうる。
上述のように、ＡＤＳＬ通信システムは、インターネットにより動画を配信するアプリケーション等のような、上り方向の情報伝送量に比べて、下り方向の情報転送量の方が、圧倒的に大きな情報伝送量を必要とするようなアプリケーションのために開発された技術である。従って、可能な限り下り方向の通信速度を大きくすることが必要とされる。
一方、可変非対称加入者線伝送システムのデータの転送時間やレスポンス時間の短縮するシステムが、特開平１１−２７５２２０公報に記載されている。また、可変帯域多重キャリア通信用の適応ビット割当てについては、特表２００２−５０４２８３公報に、そして、無線通信システムにおいて用いる帯域幅を動的に割当てるための適応時分割二重化方法に付いては、特表２００１−５２３９３１公報に、記載されている。
しかし、ＤＭＴ変調方式を使用する、ＡＤＳＬ通信システムにおいて、下り方向の通信速度が、上り方向の通信速度よりも低くなるようなことが起こった場合に、通信帯域を、ある一定の比率で上り側と下り側に動的に割り当てることにより、可能な限り下り方向の通信速度を大きくすることについては、考慮されていなかった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ＤＭＴ変調方式のサブキャリア内の、通信に使用することが可能な、減衰量が小さなサブキャリアより構成される、通信帯域を、ある一定の比率で上り側と下り側に動的に割り当てることにより、インターネットアプリケーションに適したＡＤＳＬ通信方法及びシステムを提供することである。
この目的を達成するために、本発明は、ユーザ宅から電話交換局への上り通信回線の通信速度と、電話交換局からユーザ宅への下り通信回線の通信速度が異なる、通信方法において、上り通信回線と、下り通信回線に使用できる帯域を算出するステップと、上り通信回線と、下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、帯域を、上り通信回線と、下り通信回線に分割して割当てるステップとを有することを特徴とするを特徴とする。
本発明によれば、ＤＭＴ変調方式のサブキャリアの内の、通信に使用することが可能な、減衰量が小さなサブキャリアより構成される、通信帯域を、ある一定の比率で上り側と下り側に動的に割り当てることができる。従って、可能な限り下り方向の通信速度を大きくすることができる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ＤＭＴ変調方式のサブキャリア内の、通信に使用することが可能な、減衰量が小さなサブキャリアより構成される、通信帯域を、ある一定の比率で上り側と下り側に動的に割り当てることにより、インターネットアプリケーションに適したＡＤＳＬ通信方法及びシステムを提供することである。
この目的を達成するために、本発明は、ユーザ宅から電話交換局への上り通信回線の通信速度と、電話交換局からユーザ宅への下り通信回線の通信速度が異なる、通信方法において、上り通信回線と、下り通信回線に使用できる帯域を算出するステップと、上り通信回線と、下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、帯域を、上り通信回線と、下り通信回線に分割して割当てるステップとを有することを特徴とするを特徴とする。
本発明によれば、ＤＭＴ変調方式のサブキャリアの内の、通信に使用することが可能な、減衰量が小さなサブキャリアより構成される、通信帯域を、ある一定の比率で上り側と下り側に動的に割り当てることができる。従って、可能な限り下り方向の通信速度を大きくすることができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより一層明瞭となるであろう。
図１は、ＡＤＳＬネットワーク１００の接続の構成を示す図である。
図２は、ＤＭＴ変調方式の送信スペクトルの配置を示す図である。
図３は、局側ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）とユーザ宅内側ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）が回線接続を確立する際の初期化シーケンスを示す図である。
図４は、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒのハンドシェークのフローを示す図である。
図５は、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒのトランシーバトレーニングを示す図である。
図６は、本発明に従って、割当てられたサブキャリアを示す。
図７は、ＤＭＴ変調の原理図を示す。
図８は、本発明を実行するための、トランシーバの概略のブロック図を示す。
図１は、ＡＤＳＬネットワーク１００の接続の構成を示す図である。
図２は、ＤＭＴ変調方式の送信スペクトルの配置を示す図である。
図３は、局側ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）とユーザ宅内側ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）が回線接続を確立する際の初期化シーケンスを示す図である。
図４は、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒのハンドシェークのフローを示す図である。
図５は、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒのトランシーバトレーニングを示す図である。
図６は、本発明に従って、割当てられたサブキャリアを示す。
図７は、ＤＭＴ変調の原理図を示す。
図８は、本発明を実行するための、トランシーバの概略のブロック図を示す。
以下に、本発明を実施するための実施の形態について、図面を用いて説明する。
図３は、図１の電話交換局内のＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）である１３４とユーザ宅内のＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１１３が、回線接続を確立する際の初期化シーケンスを簡単に示したものである。この初期化シーケンスの中のチャネル解析において、局側ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）１３４とユーザ宅内側ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１１３が、それぞれ各サブキャリアの受信レベルをチェックすることにより、割り当て可能なサブキャリアを決める。
先ず最初に、図３のステップ３０１で、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒの間でハンドシェークが行われる。図４は、ハンドシェークのフローを示す図である。ハンドシェークの手順については、詳しくは、ＩＴＵ−Ｔ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ Ｇ．９９４．１ Ｈａｎｄｓｈａｋｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ（ＤＳＬ）Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｓを参照する。
最初に、ステップＳ１で、ＡＴＵ−ＲがＲ−ＳＩＬＥＮＴ０状態、ＡＴＵ−ＣがＣ−ＳＩＬＥＮＴ１状態であるとする。
次にステップＳ２で、ＡＴＵ−ＲがＲ−ＴＯＮＥ−ＲＥＱとしてＡＴＵ−Ｃに向けトーン（例えば、３０．１８７５ｋＨｚまたは３８．８１２５ｋＨｚ）を送出する。
次にステップＳ３で、ＡＴＵ−ＣはステップＳ２のトーンを検出すると、検出したことを表すためＡＴＵ−Ｒに向けトーンＣ−ＴＯＮＥＳ（例えば、５１．７５ｋＨｚ，６０．３７５ｋＨｚ，又は２７６．０ｋＨｚ）を送出する。
次にステップＳ４で、ＡＴＵ−ＲがステップＳ３のトーンを検出すると、ＡＴＵ−ＲはＲ−ＴＯＮＥ−ＲＥＱの送出を止め、一定期間（Ｒ−ＳＩＬＥＮＴ１）後に、ＡＴＵ−Ｃに向けＲ−ＴＯＮＥ１（例えば、３０．１８７５ｋＨｚまたは３８．８１２５ｋＨｚ）を送出する。
そして、ステップＳ５で、ＡＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥ１を検出すると、その検出通知のためＡＴＵ−ＣはＡＴＵ−Ｒに向けＣ−ＧＡＬＦ１を送出する。
次に、ステップＳ６で、ＡＴＵ−ＲがＣ−ＧＡＬＦ１を検出すると、その検出通知のためＡＴＵ−ＲはＡＴＵ−Ｃに向けＲ−ＦＬＡＧ１を送出する。
そして、ステップＳ７で、ＡＴＵ−ＣがＲ−ＦＬＡＧ１を検出すると、その検出通知のためＡＴＵ−ＣはＡＴＵ−Ｒに向けＣ−ＦＬＡＧ１を送出する。
次に、ステップＳ８で、ＡＴＵ−ＲがＣ−ＦＬＡＧ１を検出すると、次ステップのトランザクションステートへ移る。トランザクションステートにおいて、ＡＴＵ−ＲはＡＴＵ−Ｃに対してモード（ＩＴＵ−Ｔ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ Ｇ．９９２．１又はＧ．９９２．２，Ａｎｎｅｘ ＡまたはＡｎｎｅｘ Ｃ等参照）、特徴、能力（ネットデータレート等）を送る。
そして、ステップＳ９でＡＴＵ−ＣがＡＴＵ−Ｒに向けＡＣＫを送出する。
最後に、ステップＳ１０で、ＡＴＵ−ＲがＡＣＫを検出すると、ハンドシェーク終了のためＡＴＵ−Ｃ向けにＲ−ＧＡＬＦ２を送出する。以上のようにして、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒの間にハンドシェークが確立される。
次に、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒは、図３のトランシーバトレーニングステップ３０２へ進む。
図５は、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒは、トランシーバトレーニングを示す図である。
ＡＴＵ−Ｃの、ステップ５０１のＣ−ＱＵＩＥＴ２は、上述の、ハンドシェーク後の状態を示す。また、ＡＴＵ−Ｒのステップ５０２のＲ−ＱＵＩＥＴ２も、上述のハンドシェーク後の状態を示す。
次に、ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴ１の期間に、ＡＴＵ−Ｃは、ステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１のサブキャリア番号７−１８の上り出力レベルを測定し、そして、下りのＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を計算する。ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴＩＡは、ステップＣ−ＰＩＬＯＴ１と同じ動作である。ステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１の最初のシンボルを検出したら、ＡＴＵ−Ｃはタイマーをスタートさせ、ステップ５０３のＣ−ＱＵＩＥＴ３Ａに進む。
次に、ステップ５０３のＣ−ＱＵＩＥＴ３Ａでは、ＡＴＵ−Ｃは、ＡＴＵ−Ｒからのステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１の送信によってＣ−ＰＩＬＯＴ１を検出し応答する。
次にステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１では、ＡＴＵ−Ｃの送信電力レベルを調整するために、上りの帯域電力を測定し、受信機のゲインコントロールを調整する。
そして、ステップ５０５のＣ−ＲＥＶＥＲＢ１で、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒ受信機の自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）を適当なレベルに調整する。
ステップ５０６のＣ−ＰＩＬＯＴ２では、Ｃ−ＰＩＬＯＴ１と同じ動作を行う。
次にステップ５０７のＣ−ＥＣＴでは、ＡＴＵ−Ｃでのエコーキャンセラーのトレーニング行う。
ステップ５０８のＣ−ＲＥＶＥＲＢ２は、ＡＴＵ−Ｒ受信機が同期をとり、受信機イコライザをトレーニングする。
ステップ５０９のＲ−ＱＵＩＥＴ３と、ステップ５１０のＣ−ＱＵＩＥＴ５では、ポーズを行う。
ステップ５１０のＣ−ＰＩＬＯＴ３は、ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴ１と同じ動作を行う。
ステップ５１１のＲ−ＥＣＴでは、ＡＴＵ−Ｒでのエコーキャンセラーのトレーニングを行う。
ステップ５１２のＣ−ＲＥＶＥＲＢ３は、ＡＴＵ−Ｒ受信機が同期をとり、受信機イコライザを訓練させる。
ステップ５１３のＲ−ＲＥＶＥＲＢ２は、ＡＴＵ−Ｃ受信機が同期をとり受信機イコライザを訓練させる。
以上のステップにより、トレーニング期間において、下り方向のＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が計算され、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒの受信機のゲインコントロールが行われそして、エコーキャンセラーのトレーニングが行われる。
上述の、図５のトランシーバトレーニングステップ中において、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒは、ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴ１、ステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＢ１及びステップ５０５のＣ−ＲＥＶＥＲＢ１の間に、各サブキャリアの受信レベルを測定する。
次に、図３のチャネル解析ステップ３０３に進む。チャネル解析ステップでは、上り側及び、下り側に割り当てるサブキャリア数の決定を行う。
チャネル解析ステップ３０３内では、上述のトランシーバトレーニングステップ３０２で測定された各サブキャリアの受信レベルを基にして、データの伝送に使用可能なサブキャリアを選択する。これは、上述の各サブキャリアの受信レベルの測定結果に従って、図１の電話回線１３０によりサブキャリアが伝送された結果、一定以上減衰していいないサブキャリアを選択することにより実行される。そして、割り当て（使用）可能なサブキャリアの数の合計数から一定の比率で上り側及び、下り側の通信回線にに割り当てるサブキャリア数を決める。決定された上り側と下り側のサブキャリア数は、ＡＴＵ−Ｃからメッセージとして、ＡＴＵ−Ｒへ伝送される。
次に、チャネル解析ステップ３０３の動作について説明する。
先ず最初にサブステップ３０４で、上述のデータの伝送に使用可能なサブキャリアの総数を算出し、これをＮとする。
次に、サブステップ３０５で、上り側のサブキャリアの数の割当てを、Ｎ＊ｐにより計算する。ここでｐは、上り側と下り側の帯域割当ての比である。
次にサブステップ３０６で、上り側のサブキャリアの数の割当てを、Ｎ＊（１−ｐ）により計算する。
そして、サブステップ３０７において、各サブキャリアへ、伝送するデータのビットの割付を行う。
そして、最後に、ステップ３０８で、通信が開始される。
例えば、上述のトレーニングステップ３０２で測定された各サブキャリアの受信レベルを基にして選択された、データの伝送に使用可能なサブキャリアが、サブキャリア番号＃６から＃１２０（Ｎ＝１１５）までであるとする、この場合には、従来技術によれば、＃３２から＃２５５までの２２４個のサブキャリアを下り方向（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用するように、固定的に割り当てているので、＃１２１から＃２５５までのサブキャリアは、下り方向に割当てられているけれども、実際には、データ伝送に寄与しない。そこで本発明に従って、データの伝送に使用可能なサブキャリアが、サブキャリア番号＃６から＃１２０までの場合には、ＡＴＵ−ＲからＡＴＵ−Ｃへの上り側のデータ伝送に使用するために割り当てるサブキャリア数を、（１２０−６＋１）×０．１＝１１．５（但し、ｐ＝０．１）を切り上げて１２とし、ＡＴＵ−ＣからＡＴＵ−Ｒへの下り側のデータ伝送に使用するために割り当てるサブキャリア数を、（１２０−６＋１）−１２＝１０３とする（この場合の上り対下りの比率を１：１０とした）。
これは、通信速度に換算すると、上り側のデータ伝送速度は、４０００×８×１２＝３８４ｋｂｐｓであり、一方、下り側のデータ伝送速度は、４０００×８×１０３＝３．２９６Ｍｂｐｓとなる。ここで、本実施例では、ｐ＝０．１としたが、他の値を使用できることは、当業者には明らかである。
図６は、本発明に従って、上述のように割当てられたサブキャリアを示す。図６においては、上り側通信回線にはサブキャリア＃６からサブキャリア＃１７が割当てられ、下り側通信回線にはサブキャリア＃１８からサブキャリア＃１２０が割当てられる。そして、上述のトランシーバのトレーニング中の受信レベルの測定により、データの伝送に使用できないと判断されたサブキャリア＃１２１から＃２５５は、上り側通信回線及び下り側通信回線の何れにも割当てられない。
これに対して、＃６から＃３１までの２６個サブキャリアを、ユーザから通信事業者への上り方向（Ｕｐｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用し、そして、＃３２から＃２５５までの２２４個のサブキャリアを下り方向（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用するように、固定的に割り当てている、従来技術によりば、上りは４０００×８×２６＝８３２ｋｂｐｓ、下りは４０００×８×（１２０−６＋１−２６）＝２．８４８Ｍｂｐｓとなり、４４８ｋｂｐｓだけ、本発明に従ってサブキャリアを割当てた方が、下りのデータ伝送レートを高速化できることが分かる。
このように、データ通信前の、トランシーバのトレーニング中に、受信レベルを測定して、データの伝送に使用可能であると判断されたサブキャリアのみを使用し、且つ、使用可能なサブキャリアを、ある一定の比率で上り側通信回線と下り側通信回線に動的に割り当てることにより、可能な限り下り側通信回線の通信速度を大きくすることができる。
図７にＤＭＴ変調方式の原理図を示す。図７において、ｃｏｓωｃｔ，ｓｉｎωｃｔ，ｃｏｓ２ωｃｔ，ｓｉｎ２ωｃｔ，ｃｏｓ３ωｃｔ，ｓｉｎ３ωｃｔ．．．がサブキャリアを示し、サブキャリアの割り当て番号はそれぞれ、１，２，３，４．．．ｉである。ａ１ｎ、ｂ１ｎ、．．．ａｉｎ、ｂｉｎは入力データである。参照番号６０１から６１０は乗算器を示す。奇数番号の乗算器６０１、６０３、６０９は、入力データａｉｎとサブキャリアｃｏｓ（ｉωｃｔ）との乗算を行う。偶数番号の乗算器６０２、６０４、６１０は、入力データｂｉｎとサブキャリアｓｉｎ（ｉωｃｔ）との乗算を行う。そして、加算器６１１により、各乗算器６０１から６０１の出力を加算することにより、ＤＭＴ変調信号６１２を出力する。本発明に従って、前述のチャネル解析結果から得られた上り側および下り側の割り当てサブキャリア番号を、局側ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）と宅内側ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）がそれぞれ一致するよう内部制御回路の変数を設定することにより、各データａｉｎ、ｂｉｎ等に割当てるサブキャリアを決定し、新たに割り当てた周波数帯域で相互に通信が可能となる。
図８は、本発明を実行するための、例えば、ＡＴＵ−Ｃのトランシーバ７００の実施例の概略のブロック図を示す。トランシーバ７００は、主にディジタルインターフェース部７１０、ＤＭＴプロセッサ部７２０、アナログフロントエンド部７３０及び、コントローラ７５０により構成される。ディジタルインターフェース７１０は、ディジタルポート７０１とインターリーバーメモリへの接続ポート７０２を有するディジタルインターフェース７０３、フレーミング部７０４、ＦＥＣインターリーブ部７０５、ＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）７０６、ＦＥＣデインターリーブ部７０７及びビタビ復号部７０８より構成される。
ＤＭＴプロセッサ部７２０は、ＤＭＴ変調器７２１、ＤＭＴ復調器７２２及びエコーキャンセラ７２３より構成される。
アナログフロントエンド部７３０は、ＤＡ変換器７３１、送信増幅器７３２、受信フィルタ７３３及びＡＤ変換器７３４より構成される。
コントローラ７５０により、ディジタルポート７０１からディジタルインターフェース７０３に入力されたデータは、フレーミング部７０４によりフレームに構成され、ＦＥＣインターリーブ部７０５によりインターリーブ及び誤り訂正符号化が行われる。そして、ＴＣＭ部７０６を介して、ＤＭＴ変調器７２１に送られる。ＤＭＴ変調器７２１に入力されたデータは、逆フーリエ変換されて、ＤＡ変換器７３１に送られる。そして、送信増幅器７３２により、伝送線路７４０に送出される。
一方、伝送線路７４０から入力された信号は、受信フィルタ７３３を介してＡＤ変換器７３４に送られ、ここで、ディジタル信号に変換される。ＡＤ変換器７３４により変換されたディジタル信号は、ＤＭＴ復調器７２２によりフーリエ変換されて、ビタビ復号器７０８に送られる。ここで、ビタビ復号された後に、ＦＥＣデインターリーブ部７０７で、誤り訂正されそして、デインターリーブされる。このようにして、再生されたデータは、フレーミング部７０４により、入力データに戻され、ディジタルインターフェース７０３を介して、ディジタルポート７０１に出力される。
コントローラ７５０は、ディジタルインターフェース７０３を介して、ディジタルポート７０１に出力される受信信号レベルを受取り、上述の図３を用いて説明したサブキャリアの割当てのための処理を実行し、そして、割当て結果を、ディジタルポート７０１を介してディジタルインターフェース７０３に送り、トランシーバ７００の各部を、サブキャリアの割当て結果に基づいて設定する。さらに、サブキャリアの割当て結果は、ディジタルインターフェース部７１０、ＤＭＴプロセッサ部７２０、及び、アナログフロントエンド部７３０を介して、ＡＴＵ−Ｒに送信される。
このように上り側と下り側のサブキャリアの割当てが決定された後に、通信が開始され、受信フィルタ７３３を介して受信された信号は、ディジタルインターフェース７０３を介して、ディジタルポート７０１に出力され、コントローラ７５０を介して、端末に出力される。
以上のように、本発明に従ったサブキャリアの割当てのための処理を実行する、ＡＴＵ−Ｃ及びＡＴＵ−Ｒを構成するトランシーバを構成することができる。
図３は、図１の電話交換局内のＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）である１３４とユーザ宅内のＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１１３が、回線接続を確立する際の初期化シーケンスを簡単に示したものである。この初期化シーケンスの中のチャネル解析において、局側ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）１３４とユーザ宅内側ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１１３が、それぞれ各サブキャリアの受信レベルをチェックすることにより、割り当て可能なサブキャリアを決める。
先ず最初に、図３のステップ３０１で、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒの間でハンドシェークが行われる。図４は、ハンドシェークのフローを示す図である。ハンドシェークの手順については、詳しくは、ＩＴＵ−Ｔ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ Ｇ．９９４．１ Ｈａｎｄｓｈａｋｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ（ＤＳＬ）Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｓを参照する。
最初に、ステップＳ１で、ＡＴＵ−ＲがＲ−ＳＩＬＥＮＴ０状態、ＡＴＵ−ＣがＣ−ＳＩＬＥＮＴ１状態であるとする。
次にステップＳ２で、ＡＴＵ−ＲがＲ−ＴＯＮＥ−ＲＥＱとしてＡＴＵ−Ｃに向けトーン（例えば、３０．１８７５ｋＨｚまたは３８．８１２５ｋＨｚ）を送出する。
次にステップＳ３で、ＡＴＵ−ＣはステップＳ２のトーンを検出すると、検出したことを表すためＡＴＵ−Ｒに向けトーンＣ−ＴＯＮＥＳ（例えば、５１．７５ｋＨｚ，６０．３７５ｋＨｚ，又は２７６．０ｋＨｚ）を送出する。
次にステップＳ４で、ＡＴＵ−ＲがステップＳ３のトーンを検出すると、ＡＴＵ−ＲはＲ−ＴＯＮＥ−ＲＥＱの送出を止め、一定期間（Ｒ−ＳＩＬＥＮＴ１）後に、ＡＴＵ−Ｃに向けＲ−ＴＯＮＥ１（例えば、３０．１８７５ｋＨｚまたは３８．８１２５ｋＨｚ）を送出する。
そして、ステップＳ５で、ＡＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥ１を検出すると、その検出通知のためＡＴＵ−ＣはＡＴＵ−Ｒに向けＣ−ＧＡＬＦ１を送出する。
次に、ステップＳ６で、ＡＴＵ−ＲがＣ−ＧＡＬＦ１を検出すると、その検出通知のためＡＴＵ−ＲはＡＴＵ−Ｃに向けＲ−ＦＬＡＧ１を送出する。
そして、ステップＳ７で、ＡＴＵ−ＣがＲ−ＦＬＡＧ１を検出すると、その検出通知のためＡＴＵ−ＣはＡＴＵ−Ｒに向けＣ−ＦＬＡＧ１を送出する。
次に、ステップＳ８で、ＡＴＵ−ＲがＣ−ＦＬＡＧ１を検出すると、次ステップのトランザクションステートへ移る。トランザクションステートにおいて、ＡＴＵ−ＲはＡＴＵ−Ｃに対してモード（ＩＴＵ−Ｔ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ Ｇ．９９２．１又はＧ．９９２．２，Ａｎｎｅｘ ＡまたはＡｎｎｅｘ Ｃ等参照）、特徴、能力（ネットデータレート等）を送る。
そして、ステップＳ９でＡＴＵ−ＣがＡＴＵ−Ｒに向けＡＣＫを送出する。
最後に、ステップＳ１０で、ＡＴＵ−ＲがＡＣＫを検出すると、ハンドシェーク終了のためＡＴＵ−Ｃ向けにＲ−ＧＡＬＦ２を送出する。以上のようにして、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒの間にハンドシェークが確立される。
次に、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒは、図３のトランシーバトレーニングステップ３０２へ進む。
図５は、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒは、トランシーバトレーニングを示す図である。
ＡＴＵ−Ｃの、ステップ５０１のＣ−ＱＵＩＥＴ２は、上述の、ハンドシェーク後の状態を示す。また、ＡＴＵ−Ｒのステップ５０２のＲ−ＱＵＩＥＴ２も、上述のハンドシェーク後の状態を示す。
次に、ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴ１の期間に、ＡＴＵ−Ｃは、ステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１のサブキャリア番号７−１８の上り出力レベルを測定し、そして、下りのＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を計算する。ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴＩＡは、ステップＣ−ＰＩＬＯＴ１と同じ動作である。ステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１の最初のシンボルを検出したら、ＡＴＵ−Ｃはタイマーをスタートさせ、ステップ５０３のＣ−ＱＵＩＥＴ３Ａに進む。
次に、ステップ５０３のＣ−ＱＵＩＥＴ３Ａでは、ＡＴＵ−Ｃは、ＡＴＵ−Ｒからのステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１の送信によってＣ−ＰＩＬＯＴ１を検出し応答する。
次にステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＲＢ１では、ＡＴＵ−Ｃの送信電力レベルを調整するために、上りの帯域電力を測定し、受信機のゲインコントロールを調整する。
そして、ステップ５０５のＣ−ＲＥＶＥＲＢ１で、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒ受信機の自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）を適当なレベルに調整する。
ステップ５０６のＣ−ＰＩＬＯＴ２では、Ｃ−ＰＩＬＯＴ１と同じ動作を行う。
次にステップ５０７のＣ−ＥＣＴでは、ＡＴＵ−Ｃでのエコーキャンセラーのトレーニング行う。
ステップ５０８のＣ−ＲＥＶＥＲＢ２は、ＡＴＵ−Ｒ受信機が同期をとり、受信機イコライザをトレーニングする。
ステップ５０９のＲ−ＱＵＩＥＴ３と、ステップ５１０のＣ−ＱＵＩＥＴ５では、ポーズを行う。
ステップ５１０のＣ−ＰＩＬＯＴ３は、ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴ１と同じ動作を行う。
ステップ５１１のＲ−ＥＣＴでは、ＡＴＵ−Ｒでのエコーキャンセラーのトレーニングを行う。
ステップ５１２のＣ−ＲＥＶＥＲＢ３は、ＡＴＵ−Ｒ受信機が同期をとり、受信機イコライザを訓練させる。
ステップ５１３のＲ−ＲＥＶＥＲＢ２は、ＡＴＵ−Ｃ受信機が同期をとり受信機イコライザを訓練させる。
以上のステップにより、トレーニング期間において、下り方向のＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が計算され、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒの受信機のゲインコントロールが行われそして、エコーキャンセラーのトレーニングが行われる。
上述の、図５のトランシーバトレーニングステップ中において、ＡＴＵ−ＣとＡＴＵ−Ｒは、ステップ５０３のＣ−ＰＩＬＯＴ１、ステップ５０４のＲ−ＲＥＶＥＢ１及びステップ５０５のＣ−ＲＥＶＥＲＢ１の間に、各サブキャリアの受信レベルを測定する。
次に、図３のチャネル解析ステップ３０３に進む。チャネル解析ステップでは、上り側及び、下り側に割り当てるサブキャリア数の決定を行う。
チャネル解析ステップ３０３内では、上述のトランシーバトレーニングステップ３０２で測定された各サブキャリアの受信レベルを基にして、データの伝送に使用可能なサブキャリアを選択する。これは、上述の各サブキャリアの受信レベルの測定結果に従って、図１の電話回線１３０によりサブキャリアが伝送された結果、一定以上減衰していいないサブキャリアを選択することにより実行される。そして、割り当て（使用）可能なサブキャリアの数の合計数から一定の比率で上り側及び、下り側の通信回線にに割り当てるサブキャリア数を決める。決定された上り側と下り側のサブキャリア数は、ＡＴＵ−Ｃからメッセージとして、ＡＴＵ−Ｒへ伝送される。
次に、チャネル解析ステップ３０３の動作について説明する。
先ず最初にサブステップ３０４で、上述のデータの伝送に使用可能なサブキャリアの総数を算出し、これをＮとする。
次に、サブステップ３０５で、上り側のサブキャリアの数の割当てを、Ｎ＊ｐにより計算する。ここでｐは、上り側と下り側の帯域割当ての比である。
次にサブステップ３０６で、上り側のサブキャリアの数の割当てを、Ｎ＊（１−ｐ）により計算する。
そして、サブステップ３０７において、各サブキャリアへ、伝送するデータのビットの割付を行う。
そして、最後に、ステップ３０８で、通信が開始される。
例えば、上述のトレーニングステップ３０２で測定された各サブキャリアの受信レベルを基にして選択された、データの伝送に使用可能なサブキャリアが、サブキャリア番号＃６から＃１２０（Ｎ＝１１５）までであるとする、この場合には、従来技術によれば、＃３２から＃２５５までの２２４個のサブキャリアを下り方向（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用するように、固定的に割り当てているので、＃１２１から＃２５５までのサブキャリアは、下り方向に割当てられているけれども、実際には、データ伝送に寄与しない。そこで本発明に従って、データの伝送に使用可能なサブキャリアが、サブキャリア番号＃６から＃１２０までの場合には、ＡＴＵ−ＲからＡＴＵ−Ｃへの上り側のデータ伝送に使用するために割り当てるサブキャリア数を、（１２０−６＋１）×０．１＝１１．５（但し、ｐ＝０．１）を切り上げて１２とし、ＡＴＵ−ＣからＡＴＵ−Ｒへの下り側のデータ伝送に使用するために割り当てるサブキャリア数を、（１２０−６＋１）−１２＝１０３とする（この場合の上り対下りの比率を１：１０とした）。
これは、通信速度に換算すると、上り側のデータ伝送速度は、４０００×８×１２＝３８４ｋｂｐｓであり、一方、下り側のデータ伝送速度は、４０００×８×１０３＝３．２９６Ｍｂｐｓとなる。ここで、本実施例では、ｐ＝０．１としたが、他の値を使用できることは、当業者には明らかである。
図６は、本発明に従って、上述のように割当てられたサブキャリアを示す。図６においては、上り側通信回線にはサブキャリア＃６からサブキャリア＃１７が割当てられ、下り側通信回線にはサブキャリア＃１８からサブキャリア＃１２０が割当てられる。そして、上述のトランシーバのトレーニング中の受信レベルの測定により、データの伝送に使用できないと判断されたサブキャリア＃１２１から＃２５５は、上り側通信回線及び下り側通信回線の何れにも割当てられない。
これに対して、＃６から＃３１までの２６個サブキャリアを、ユーザから通信事業者への上り方向（Ｕｐｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用し、そして、＃３２から＃２５５までの２２４個のサブキャリアを下り方向（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）のデータの伝送に使用するように、固定的に割り当てている、従来技術によりば、上りは４０００×８×２６＝８３２ｋｂｐｓ、下りは４０００×８×（１２０−６＋１−２６）＝２．８４８Ｍｂｐｓとなり、４４８ｋｂｐｓだけ、本発明に従ってサブキャリアを割当てた方が、下りのデータ伝送レートを高速化できることが分かる。
このように、データ通信前の、トランシーバのトレーニング中に、受信レベルを測定して、データの伝送に使用可能であると判断されたサブキャリアのみを使用し、且つ、使用可能なサブキャリアを、ある一定の比率で上り側通信回線と下り側通信回線に動的に割り当てることにより、可能な限り下り側通信回線の通信速度を大きくすることができる。
図７にＤＭＴ変調方式の原理図を示す。図７において、ｃｏｓωｃｔ，ｓｉｎωｃｔ，ｃｏｓ２ωｃｔ，ｓｉｎ２ωｃｔ，ｃｏｓ３ωｃｔ，ｓｉｎ３ωｃｔ．．．がサブキャリアを示し、サブキャリアの割り当て番号はそれぞれ、１，２，３，４．．．ｉである。ａ１ｎ、ｂ１ｎ、．．．ａｉｎ、ｂｉｎは入力データである。参照番号６０１から６１０は乗算器を示す。奇数番号の乗算器６０１、６０３、６０９は、入力データａｉｎとサブキャリアｃｏｓ（ｉωｃｔ）との乗算を行う。偶数番号の乗算器６０２、６０４、６１０は、入力データｂｉｎとサブキャリアｓｉｎ（ｉωｃｔ）との乗算を行う。そして、加算器６１１により、各乗算器６０１から６０１の出力を加算することにより、ＤＭＴ変調信号６１２を出力する。本発明に従って、前述のチャネル解析結果から得られた上り側および下り側の割り当てサブキャリア番号を、局側ＡＤＳＬ装置（ＡＴＵ−Ｃ）と宅内側ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）がそれぞれ一致するよう内部制御回路の変数を設定することにより、各データａｉｎ、ｂｉｎ等に割当てるサブキャリアを決定し、新たに割り当てた周波数帯域で相互に通信が可能となる。
図８は、本発明を実行するための、例えば、ＡＴＵ−Ｃのトランシーバ７００の実施例の概略のブロック図を示す。トランシーバ７００は、主にディジタルインターフェース部７１０、ＤＭＴプロセッサ部７２０、アナログフロントエンド部７３０及び、コントローラ７５０により構成される。ディジタルインターフェース７１０は、ディジタルポート７０１とインターリーバーメモリへの接続ポート７０２を有するディジタルインターフェース７０３、フレーミング部７０４、ＦＥＣインターリーブ部７０５、ＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）７０６、ＦＥＣデインターリーブ部７０７及びビタビ復号部７０８より構成される。
ＤＭＴプロセッサ部７２０は、ＤＭＴ変調器７２１、ＤＭＴ復調器７２２及びエコーキャンセラ７２３より構成される。
アナログフロントエンド部７３０は、ＤＡ変換器７３１、送信増幅器７３２、受信フィルタ７３３及びＡＤ変換器７３４より構成される。
コントローラ７５０により、ディジタルポート７０１からディジタルインターフェース７０３に入力されたデータは、フレーミング部７０４によりフレームに構成され、ＦＥＣインターリーブ部７０５によりインターリーブ及び誤り訂正符号化が行われる。そして、ＴＣＭ部７０６を介して、ＤＭＴ変調器７２１に送られる。ＤＭＴ変調器７２１に入力されたデータは、逆フーリエ変換されて、ＤＡ変換器７３１に送られる。そして、送信増幅器７３２により、伝送線路７４０に送出される。
一方、伝送線路７４０から入力された信号は、受信フィルタ７３３を介してＡＤ変換器７３４に送られ、ここで、ディジタル信号に変換される。ＡＤ変換器７３４により変換されたディジタル信号は、ＤＭＴ復調器７２２によりフーリエ変換されて、ビタビ復号器７０８に送られる。ここで、ビタビ復号された後に、ＦＥＣデインターリーブ部７０７で、誤り訂正されそして、デインターリーブされる。このようにして、再生されたデータは、フレーミング部７０４により、入力データに戻され、ディジタルインターフェース７０３を介して、ディジタルポート７０１に出力される。
コントローラ７５０は、ディジタルインターフェース７０３を介して、ディジタルポート７０１に出力される受信信号レベルを受取り、上述の図３を用いて説明したサブキャリアの割当てのための処理を実行し、そして、割当て結果を、ディジタルポート７０１を介してディジタルインターフェース７０３に送り、トランシーバ７００の各部を、サブキャリアの割当て結果に基づいて設定する。さらに、サブキャリアの割当て結果は、ディジタルインターフェース部７１０、ＤＭＴプロセッサ部７２０、及び、アナログフロントエンド部７３０を介して、ＡＴＵ−Ｒに送信される。
このように上り側と下り側のサブキャリアの割当てが決定された後に、通信が開始され、受信フィルタ７３３を介して受信された信号は、ディジタルインターフェース７０３を介して、ディジタルポート７０１に出力され、コントローラ７５０を介して、端末に出力される。
以上のように、本発明に従ったサブキャリアの割当てのための処理を実行する、ＡＴＵ−Ｃ及びＡＴＵ−Ｒを構成するトランシーバを構成することができる。
Claims (19)
- ユーザ装置から収容局への上り通信回線の通信速度と、収容局からユーザ装置への下り通信回線の通信速度が異なる、通信方法において、
前記ユーザ装置と前記収容局とが回線接続を確立する際の初期化シーケンスのチャネル解析で、前記ユーザ装置及び収容局により測定された通信回線により伝送されたサブキャリアの受信レベルの測定結果に従って、前記収容局が、一定以上減衰していないサブキャリアを選択し、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出するステップと、
前記収容局が、前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、上り側と下り側の帯域割り当ての比に基づいて、前記帯域を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当て、割り当てた上り通信回線及び下り通信回線のサブキャリア数を前記ユーザ装置に伝送するステップと
を有し、
前記帯域はサブキャリア数であることを特徴とする通信方法。 - 前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出するステップは、トランシーバのトレーニング中に検出された、信号の受信レベルに基づいて、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出することを特徴とする、請求項１に記載の通信方法。
- 前記通信方法は、ＤＭＴ変調を使用するＡＤＳＬ通信方法であり、且つ、前記帯域は、サブキャリアの総数であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の通信方法。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てるステップは、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数に一定値を乗算し、且つ、前記乗算の結果以上で且つ前記乗算の結果に最も近い整数個のサブキャリアを、前記上り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項３に記載の通信方法。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てるステップは、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数から、前記上り通信回線に割り当てられたサブキャリアの数を減算した数のサブキャリアを、前記下り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項４に記載の通信方法。
- ユーザ装置から収容局への上り通信回線の通信速度と、収容局からユーザ装置への下り通信回線の通信速度が異なる、通信方法でデータの通信を行うトランシーバにおいて、
前記ユーザ装置と前記収容局とが回線接続を確立する際の初期化シーケンスのチャネル解析で、前記ユーザ装置及び収容局により測定された通信回線により伝送されたサブキャリアの受信レベルの測定結果に従って、一定以上減衰していないサブキャリアを選択し、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出する手段と、
前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、上り側と下り側の帯域割り当ての比に基づいて、前記帯域を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当て、割り当てた上り通信回線及び下り通信回線のサブキャリア数を前記ユーザ装置に伝送する手段と
を有し、
前記帯域はサブキャリア数であることを特徴とするトランシーバ。 - 前記通信方法は、ＤＭＴ変調を使用するＡＤＳＬ通信方法であり、
前記帯域は、サブキャリアの総数であり、
前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出する手段は、トランシーバのトレーニング中に検出された、前記サブキャリアの受信レベルに基づいて、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる前記サブキャリアの総数を算出することを特徴とする、請求項６に記載のトランシーバ。 - 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てる手段は、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数に一定値を乗算し、且つ、前記乗算の結果以上で且つ前記乗算の結果に最も近い整数個のサブキャリアを、前記上り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項７に記載のトランシーバ。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てる手段は、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数から、前記上り通信回線に割り当てられたサブキャリアの数を減算した数のサブキャリアを、前記下り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項８に記載のトランシーバ。
- ユーザ装置から収容局への上り通信回線の通信速度と、収容局からユーザ装置への下り通信回線の通信速度が異なる、通信方法でデータの通信を行うＡＤＳＬモデムにおいて、
前記ユーザ装置と前記収容局とが回線接続を確立する際の初期化シーケンスのチャネル解析で、前記ユーザ装置及び収容局により測定された通信回線により伝送されたサブキャリアの受信レベルの測定結果に従って、一定以上減衰していないサブキャリアを選択し、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出する手段と、
前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、上り側と下り側の帯域割り当ての比に基づいて、前記帯域を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てる手段と
を有し、
前記帯域はサブキャリア数であることを特徴とするＡＤＳＬモデム。 - 前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出する手段は、トランシーバのトレーニング中に検出された、信号の受信レベルに基づいて、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出することを特徴とする請求項１０に記載のＡＤＳＬモデム。
- 前記通信方法は、ＤＭＴ変調を使用するＡＤＳＬ通信方法であり、且つ、前記帯域は、サブキャリアの総数であることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のＡＤＳＬモデム。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てる手段は、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数に一定値を乗算し、且つ、前記乗算の結果以上で且つ前記乗算の結果に最も近い整数個のサブキャリアを、前記上り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項１２に記載のＡＤＳＬモデム。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てるステップは、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数から、前記上り通信回線に割り当てられたサブキャリアの数を減算した数のサブキャリアを、前記下り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項１３に記載のＡＤＳＬモデム。
- ユーザ装置から収容局への上り通信回線の通信速度と、収容局からユーザ装置への下り通信回線の通信速度が異なる、通信システムにおいて、
前記ユーザ装置と前記収容局とが回線接続を確立する際の初期化シーケンスのチャネル解析で、前記ユーザ装置及び収容局により測定された通信回線により伝送されたサブキャリアの受信レベルの測定結果に従って、一定以上減衰していないサブキャリアを選択し、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出する手段と、
前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、上り側と下り側の帯域割り当ての比に基づいて、前記帯域を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当て、割り当てた上り通信回線及び下り通信回線のサブキャリア数を前記ユーザ装置に伝送する手段と
を有し、
前記帯域はサブキャリア数であることを特徴とする通信システム。 - 前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出する手段は、トランシーバのトレーニング中に検出された、信号の受信レベルに基づいて、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できる帯域を算出することを特徴とする、請求項１５に記載の通信システム。
- 前記通信システムは、ＤＭＴ変調を使用するＡＤＳＬ通信システムであり、且つ、前記帯域は、サブキャリアの総数であることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の通信システム。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てる手段は、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数に一定値を乗算し、且つ、前記乗算の結果以上で且つ前記乗算の結果に最も近い整数個のサブキャリアを、前記上り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項１７に記載の通信システム。
- 前記上り通信回線と、前記下り通信回線の通信速度が、一定の比率になるように、前記サブキャリアの総数を、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に分割して割当てる手段は、前記上り通信回線と、前記下り通信回線に使用できるサブキャリアの総数から、前記上り通信回線に割り当てられたサブキャリアの数を減算した数のサブキャリアを、前記下り通信回線に割り当てることを特徴とする、請求項１８に記載の通信システム。
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